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武宣县盘龙铅锌矿是广西近年来初步探明的重要铅锌矿床之一。随着开采深度不断增加,应力场、温度场和放射性辐射场也发生较大改变,岩体力学灾害日趋增多,巷道围岩变形等对深部铅锌矿的安全高效开采造成了巨大威胁。 大量矿山开采实践证明,岩石地应力是影响巷道工程稳定性的最大因素之一;推测矿山地应力分布,研究深部围岩稳定性问题对于矿山的安全生产具有重要意义。因此本文研究了盘龙铅锌矿区初始地应力场的分布,在拟合出的初始地应力场基础上,分析了巷道围岩开挖后的应力应变情况。 首先,本文通过阅读大量的参考文献,回顾和分析了国内外地应力场的研究历史、应力测量技术、地应力场的分析和应用现状,提出了本文的主要研究内容,并给出了本文的技术路线。 其次,归纳总结了初始地应力场的形成与主要影响因素,其中包括地球重力、地壳板块运动、地幔热对流、岩浆侵入和温度梯度等。根据世界各地初始地应力场的分布规律,比较了不同的影响因素对岩体初始地应力的影响作用,提出了用不同的荷载来拟合水平的构造运动。 再次,主要介绍了应力恢复法、应力解除法、水压致裂法这三种测量地应力的方法,分析了每种测量方法的原理和适用范围,比较了各自的优缺点。利用水压致裂法在武宣盘龙矿区测得地应力资料分析矿区的地应力分布情况,对不同的单位荷载进行有限元计算,结合实测值回归拟合初始地应力场。 最后,本文根据武宣盘龙铅锌矿区的地质资料,以拟合出的地应力场为初始条件,运用ABAQUS三维数值仿真技术建立力学计算模型,模拟比较深部巷道在全断面开挖、分台阶开挖和有衬砌支护这三种情况下对巷道围岩应力应变情况,为以后矿山的安全生产提供依据。 在文章的最后,对全文的主要内容做了总结,展望了今后研究工作的发展方向。